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JVM之垃圾回收（一）

乍一看，垃圾收集应该处理名称所暗示的内容——查找和丢弃垃圾。实际上，它所做的恰恰相反：垃圾收集跟踪所有仍在使用的对象，并将其余对象标记为垃圾。有了这个概念，我们开始深入研究Java虚拟机（JVM）垃圾收集（GC）所涉及自动内存回收的相关细节。

人工管理内存

学过C/C++的都知道，您必须手动并显式地为数据分配和释放内存。如果忘记释放它，你将无法重用内存,这些内存将被声明但不再被使用。这种情况称为内存泄漏。

下面是个C语言的示例：

int send_request() {
    size_t n = read_size();
    int *elements = malloc(n * sizeof(int));

    if(read_elements(n, elements) < n) {
        // elements not freed!
        return -1;
    }

    // …

    free(elements)
    return 0;
}
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如上文所示，很容易忘记释放内存。内存泄漏是一个很困扰开发者的问题。你只能通过修改你的代码来修复它们，但是在大型系统中，这将变得十分困难。因此，更好的方法是自动回收未使用的内存，完全消除人为出错的可能性。这种自动化称为垃圾收集(简称GC)。

智能指针

第一个自动化这种过程的方法是使用析构函数。例如，我们可以在c++中使用vector做同样的事情，当析构函数不在作用域中时，它将被自动调用:

int send_request() {
    size_t n = read_size();
    vector<int> elements = vector<int>(n);

    if(read_elements(elements.size(), &elements[0]) < n) {
        return -1;
    }

    return 0;
}
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但是在更复杂的情况下，特别是在多个线程共享对象时，仅使用析构函数是不够的。解决的办法是:引用计数（reference counting）：对于每个对象，您只需知道它被引用了多少次，以及当这个计数达到零时，可以安全地回收该对象。一个著名的例子就是c++的共享指针:

int send_request() {
    size_t n = read_size();
    auto elements = make_shared<vector<int>>();

    // read elements

    store_in_cache(elements);

    // process elements further

    return 0;
}
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为了避免在下次调用函数时读取元素，我们可能需要缓存它们。在这种情况下，在向量超出范围时销毁它不是一个选项。因此，我们使用shared_ptr。它跟踪对它的引用的数量。这个数字随着您传递它而增加，随着它离开范围而减少。一旦引用的数量达到零，shared_ptr就会自动删除底层向量。

自动内存管理

在上面的c++代码中，我们仍然需要明确地指出何时需要进行内存管理。但如果我们能让所有对象都这样呢?这将非常方便，开发人员不再需要考虑自己清理之后的问题。程序运行时将自动理解不再使用的某些内存并释放它。换句话说，它自动收集垃圾。第一个垃圾收集器是在1959年为Lisp创建的，从那时起该技术才开始发展。